捉台风,我们是专业的
来源:中国气象报   发布时间:2017-09-15
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  台风是大自然最鬼斧神工的杰作之一,曾几何时人们惊叹于其威力而束手无策。随着气象科学技术的发展,我国台风预报技术已达世界一流水平。2012年以来,台风路径预报准确率更稳居世界先进。尤其是中央气象台的台风综合监测预报预警技术,对于精准预判台风路径、强度及风雨影响起到重要作用,并得到国内外同行的充分认可。

  中国气象报通讯员 向纯怡 王皘 记者 段昊书

  热带气旋——对我国及西北太平洋及南海周边国家来说,有一个更令人熟悉的名字——台风。很多人都从卫星云图上看过台风的尊容,其中心有一个“无云区”,被称作台风眼。

  事实上,反映台风强弱的“最低气压”“最大风速”都出现在台风中心附近。因此,要预判台风的动向,主要就是关注台风中心的移动轨迹及其附近风力变化;同时,“眼睛”是否完美浑圆,也代表台风结构是否完整,决定其强度变化趋势——原理虽能一两句话讲完,但要想真正掌握“捉台风”的法门,却不是一件容易的事情。

  撒网:“海陆空”一体 能用卫星做CT

  每当有台风在洋面上生成,获知其准确位置和实况强度是预报员第一时间需要做的事情,也是之后预报其路径和强度发展的重要基础。

  借助“海陆空”一体的全方位观测手段,就是为了更快更准地找到台风的确切位置,并获知其实况强度。

  由于缺乏海洋观测资料,对于身处海洋腹地的热带系统,通常借助卫星遥感观测来获取其实时特征。相对于位置而言,过去更大的挑战在于对台风的定强,即在判断台风初始强度时往往存在主观性差异。

  近年来,基于高分辨率卫星资料的“台风客观定位和强度客观估计系统”解决了这一难题。预报员使用分析软件,只需要不到一分钟就可以完成对卫星图像的处理及分析,给出一个合理的台风定位和强度。

  此外,基于静止气象卫星和极轨气象卫星开发的“台风风场分布定量分析技术”就好像给台风做了次“CT扫描”。这项技术能将卫星监测数据转换成台风底层风场分布结构,让人们精确掌握台风结构的变化特征。

  随着台风逐渐靠近陆地,人们的观测手段也不断丰富起来。架设在海岛和石油平台的自动气象站、海洋气象浮标站、船载自动气象站以及沿海天气雷达等,都会实时获取到台风相关风速和气压等气象要素资料。但是,台风往往移动迅速且来势凶猛,该如何快速准确地判断其当前强度及未来发展趋势呢?简单来说,这些海量监测数据需要快速整合,并“沙里淘金”,留下最有用的数据。针对雷达、地面和高空观测资料的快速同化系统,就像将纷繁复杂的渔线织成了一张紧密的渔网,这是让台风无所遁形的基础。

  下钩:掌握规律 分步骤打通预报难点

  如果说通过观测网络详细掌握台风状态是在预报中抢占先机,想要真正预测其动向,还必须掌握其发展规律,这便是台风预报员需要钻研的事情。

  台风如同自然界里的生物一样,有其“生命法则”。一般来说,一个初始的热带扰动发展成为结构完整的成熟台风,平均需要5天左右,但在其发展过程中却存在诸多不确定因素。路径180°大转弯或是强度“三级连跳”的情况并不罕见。

  年轻的台风预报员常说,做台风预报就像打游戏,过程中会遇到重重关卡。任何一步有失,就会前功尽弃。

  首先,面对赤道附近此起彼伏的对流云团,究竟哪一团才能发展成为真正的台风呢?要破解这个难题,就需要综合考虑环境大气各种物理量的影响,确定每个物理因子的阈值——就好比游戏里做任务时,取得多少经验值就可以触发剧情。随后,预报员要根据这些因子的相互关系建立一个数学公式——即通过建模的方式算出台风生成概率。这是台风生成概率预报技术。

  其次,对于发展成熟的台风,人们更为关注的是它会怎么走,能变多强?在主观经验判断之外,更多客观手段可以帮助我们预测台风未来动向。中央气象台自主发展的“基于多种集合预报模式的台风路径预报订正技术”,是目前最行之有效的方法之一。通俗来说,这种方法就是在台风的若干种未来可能的路径中,通过技术判别找到最合理的几条路径,再通过数学算法给出一条最优的推荐路径。就好比是车载导航系统,通过实时数据和道路信息设计,给出最优的规划路线。另一项“黑科技”是对台风强度预报技术的革新,中央气象台采用优化神经网络的连接权和网络结构的新方法,建立了“基于神经元网络的台风强度预报计算方法”——简单来讲,就是可以通过机器学习的手段优化台风强度的算法。

  最后,台风袭来往往伴随着强风骤雨。台风在登陆过程中受到海岸线分布、下垫面摩擦以及环境风场等多种因素影响,所带来的狂风暴雨往往具有移动快、局地性强等特征。通过发展一种利用台风风场的动力释用技术,将高分辨率数值模式计算出的风场预报结果与预报员的主观路径强度预报相匹配,最终形成了精细化台风风雨格点预报产品。

  入瓮:对接国际标准 扩展适用范围

  测得细、报得准,而在捕捉到台风后,最后一步就是把这些技术用得好。特别是要对接国际标准,赢得更广泛认可。

  近几年,我国台风预报业务整体的规范化和标准化程度不断提高。除了一系列台风业务预报领域的国家行业标准推出以外,台风业务定强技术流程规范化建设进一步完善,实现我国台风业务定强分析流程与国际接轨,增强了台风业务定强数据的可比性,提升了我国台风最佳路径数据的国际认可度——这使我国的台风预报产品能让更多国家和地区的人用得上,同时能进行比较。

  在国家提出“一带一路”倡议的背景下,中央气象台已建成针对南海及周边东南亚国家和地区的专业化台风监测预警平台,加强我国和周边国家在台风监测和预报领域的交流和合作,同时增强我国履行国际义务的能力和影响力。为了进一步拓展预报范围,中央气象台建设了基于我国“风云”系列气象卫星的孟加拉湾风暴监测预报系统,不仅提高了我国对孟加拉湾风暴的监测预警能力,也对实现对周边国家的台风防灾减灾的技术辐射。

(来源:《中国气象报》2017年9月15日三版 责任编辑:王美丽)

  

  

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